光催化分解污染物的研究进展...ppt

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1、光催化分解污染物的研究进展报告人:杨金辉导师:李灿院士/研究员SeminarⅠ2008-05-27结论与展望文献总结及介绍光催化发展及应用概况背景及原理介绍报告内容未来50年人类面临的10大问题EnergyWaterFoodEnvironmentPovertyTerrorism&WarDiseaseEducationDemocracyPopulation半导体光催化机理光催化的发展概况1.1972年,日本Fujishima和Honda在Nature上报道在光辐射的TiO2半导体电极和金属电极组成的电池中，可持续发生水的氧化还原反应，产生H2。2.1976年Garey用TiO2光

2、催化剂脱除了多氯联苯中的氯，1977年Frank光催化氧化CN-为OCN-，光催化技术在分解污染物的应用研究开始启动。3.近十几年来，半导体光催化技术在降解污染物等方面的应用研究发展迅速，纳米光催化成为国际上最活跃的研究领域之一。光催化文献分布1972-2008:SCI文献总数26409其中：TiO211485占43%FromISIanalysis光催化活性高化学性质稳定无毒原料来源丰富只吸收紫外光当前最有潜力的纳米光催化剂有机污染物的处理(90)*烃，卤代烃，羧酸，染料，含氮有机物，有机磷杀虫剂，表面活性剂，……无机污染物的处理(25)*1.光催化能够解决Cr6+、Hg2+、

3、Pb2+等重金属子的污染问题2.光催化还可分解转化其它无机污染物，如CN-、NO2-、H2S、SO2,NOx等光催化降解污染物的应用*DatafromUSEPA(美国环保局)光催化降解有机物应用领域GaAs(n,p)0-0.5-1.0-1.5+0.5+1.0+1.5+2.0+2.5+3.0+3.5+4.0CdS(n)ZnO(n)WO3(n)SnO2(n)TiO2(n)△E=1.4eV2.5eV3.2eV3.2eV3.8eV3.2eV--2H+/H20-1.0+1.0+2.0+3.0+4.0--Cl2/2Cl-(1.40eV)--O3/O2+H2O(2.07)--F2/2F-(2

4、.87)(NHE)有代表性的光催化半导体材料及其能带A.Hagfeldt,M.Grätzel.Chem.Rev.,95,49(1995).光催化降解污染物的研究提高TiO2的活性：形貌，结构，尺寸，….延长光谱范围：掺杂N,S,B,C,……表面修饰：担载，染料敏化…复合材料：如CdS/TiO2,TiO2/SiO2,TiO2/SnO2,CdS/LaMnO3,……新型材料开发：量子点，ＭＭＣＴ，...机理研究TiO2及其他硫化物复合物新型材料H.X.Li,Y.F.Lu,etal.,J.Am.Chem.Soc.129,8406(2007).af:1/2414天形貌-----TiO2a

5、cdef降解苯酚活性无模板水热合成活性高可能是中孔反射更多紫外光wavelength/nmAbsorbance/%TiO2-xNxR.Asahi,etal.science,293,269(2001).PhotocatalyticdecompositionofCH3CHOOpticalabsorptionspectra掺杂至可见区TiO2-xNxTiO2HIROAKITADA,etal.naturemater.5,782(2006)Au@CdS/TiO2复合半导体TiO20.344mMS8S2-Cd2+Au@CdS-TiO2λex~320-400nm3.7mWcm-2250ml

6、de-aeratedEtOHAu1g3.46mMCd(ClO4)26H2OArgonbubbledfor30mininthedarkAt298k样品制备Au@CdS/TiO2光沉积方法光催化活性MV2+MV++e-tMV+(10-4M)tp(min)TiO2CdS/TiO2Au/TiO2Au@CdS/TiO21C2C2C3CAu@CdS/TiO2Au@CdS/TiO2机理全固态Z-scheme,电子矢量传输Z.H.Kang,etal.,J.Am.Chem.Soc.,129,12090(2007).量子点SiR.Nakamura,K.Hashimoto,J.Am.Chem.So

7、c.,129,9596(2007)Ti(IV)-O-Ce(III)/MCM41MMCT双金属组合降解异丙醇活性(Ag0.75Sr0.25)(Nb0.75Ti0.25)O3D.F.WangandJ.H.Ye.J.Am.Chem.Soc.130,2724(2008).固溶体AgNbO3SiTiO3solidsolution能级结构分析降解甲醛活性Afuturisticdisinfectionmethodinvolvesthecombineduseofphotonsandengineerednan